Contexte

Dans le cadre de sa mission de maître d’ouvrage responsable exploitant un parc de production d’énergie électrique, EDF doit s’assurer de la pérennité, de la fiabilité et de la sûreté de ses installations. Pour cela, la R&D d’EDF étudie le comportement mécanique des structures de génie-civil, sous l’effet des potentiels mécanismes de vieillissement. Une catégorie particulière de mécanisme a pour origine la formation par réactions chimiques de constituants expansifs (réaction alcali-granulat, formation d’ettringite différée) au sein de la microstructure du béton. Ces phénomènes se traduisent par des expansions hétérogènes dans le matériau, qui provoquent endommagement et fissuration, ce qui peut conduite à réduire les propriétés mécaniques. Des dilatations thermiques hétérogènes peuvent conduire aux mêmes effets. L’évaluation à long terme de la dégradation des structures, causée par ces mécanismes, nécessite une modélisation physique fine tenant compte des phénomènes d’expansion à l’échelle de la microstructure, et de leurs implications sur le matériau. Des travaux ont été initiés, en particulier sur la modélisation simplifiée du développement de l’endommagement dans le mortier entourant des granulats expansifs [1]. Il reste cependant à valider cette approche, à l’améliorer, et à évaluer les conséquences de la dégradation du matériau sur la structure.

Objectifs du stage

L’objectif du stage est de contribuer à la modélisation de la dégradation du béton sous l’effet d’expansions locales hétérogènes. Les principales étapes de l’étude sont :

• Actualiser la bibliographie sur la dégradation des bétons (et autres matériaux à rupture fragile) par mécanismes d’expansion interne hétérogène,
• Prendre en main la modélisation simplifiée de l’endommagement autour de granulats expansifs,
• Mettre au point un modèle numérique de l’endommagement autour de granulats expansifs,
• Confronter les simulations simplifiée et numérique,
• Proposer des pistes d’amélioration des modélisations.

Le stagiaire travaillera en étroite collaboration avec l’équipe de chercheurs et doctorants d’EDF R&D. Le stage s’inscrit dans la perspective d’une thèse CIFRE en mécanique des matériaux, visant à poursuivre le travail sur plusieurs axes : améliorer le réalisme des modélisations, prendre en compte les hétérogénéités de la pâte de ciment, évaluer l’impact de plusieurs effets cinétiques.

La durée du stage est de 6 mois. Il permettra au stagiaire de découvrir un environnement industriel au contact de professionnels expérimentés. Le stagiaire bénéficiera d’un bon suivi et travaillera sur un sujet à fort enjeu pour l’entreprise. À la fin de son stage, il acquerra des compétences supplémentaires dans le domaine génie civil.

Le stage est rémunéré et une aide au logement peut être attribuée si le stagiaire doit se loger à proximité du site (dans un rayon de 15 km). Il se déroulera sur le site EDF Lab Les Renardières à proximité de Fontainebleau (45 min de Paris Gare de Lyon).

Niveau Master 2 ou dernière année d'école ingénieur :

• connaissance du matériau béton,
• bonne connaissance de la mécanique des milieux continus,
• intérêt pour la modélisation matériau,
• aptitude à travailler en équipe et en autonomie,
• maîtrise de l’utilisation d’outils informatiques de simulation.